TRANG THÔNG TIN VỀ LUẬN ÁN
Tên đề tài: Sử dụng nước thải trong ao nuôi thâm canh cá tra để tưới lúa.
Tác giả: Đặng Quốc Cường
Chuyên ngành: Môi trường đất và nước;
Mã số: 62 44 03 03
Nhóm ngành: Môi trường
Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Trương Thị Nga
Cơ sở đào tạo: Trường Đại Học Cần Thơ
1. TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN ÁN
Đề tài: Sử dụng nước thải trong ao nuôi cá tra thâm canh để tưới lúa” được thực hiện nhằm:
– Đánh giá hiện trạng, tình hình nuôi cá tra tại một số khu vực thuộc đồng bằng sông Cửu Long làm cơ sở cho việc đề xuất các biện pháp quản lý chất thải từ ao nuôi cá tra;
– Khảo sát và phân tích nước thải ao nuôi cá tra để đánh giá thành phần và tính chất;
– Đánh giá được tải lượng chất ô nhiễm của nước thải trong ao nuôi cá tra;
– Đánh giá khả năng xử lý nước thải ao nuôi cá của ruộng lúa và lợi ích môi trường khi sử dụng nước thải ao nuôi cá tra để tưới lúa.
Kết quả nghiên cứu cho thấy:
Luận án đã cập nhật về hiện trạng và định hướng phát triển cá tra ở đồng bằng sông Cửu Long đến năm 2020. Cho thấy tiềm năng phát triển nghề nuôi cá tra theo Quyết định số 3885/QĐ-BNN-TCTS ngày 11/09/2014 về Quy hoạch nuôi, chế biến cá tra vùng ĐBSCL đến năm 2020 của Bộ NN&PTNT về khía cạnh môi trường là kết hợp với trồng trọt nghiên cứu sử dụng chất thải từ ao nuôi cá tra làm phân bón cho cây trồng, giảm nguồn gây ô nhiễm xả thải trực tiếp ra môi trường tự nhiên. Mặt khác, nước thải từ ao nuôi cá tra tại khu vực nghiên cứu không được xử lý trước khi thải ra môi trường tiếp nhận, nếu tình trạng này kéo dài thì trong tương lai sẽ ảnh hưởng đến chất lượng môi trường nước mặt không chỉ tại khu vực tập trung nuôi cá tra mà còn các khu vực lân cận.
Luận án đã xác định được thành phần và tính chất của nước thải ao nuôi cá tra thông qua một số chỉ tiêu cơ bản như COD, TKN, TP và dao động trung bình từ 45,33 – 82,56 mg/L đối với COD; 8,59 – 11,48 mg/L đối với TKN và 0,84 – 1,87 mg/L đối với TP. Các chỉ tiêu lý hóa môi trường nước thải ao nuôi cá tra như pH, DO, COD, TKN, N-NH4+, N-NO3-, P-PO43- và TP đều cao hơn QCVN 08-MT:2015/BTNMT (cột B1). Bên cạnh đó, hàm lượng dinh dưỡng trong ao nuôi cá tra đều tăng về giai đoạn cuối vụ mặc dù tần suất thay nước cũng tăng. Trung bình tải lượng COD, TKN và TP của ao nuôi cá tra thâm canh gia tăng theo thời gian nuôi dao động trong khoảng 1,90 – 5,37 tấn/ha/ngày; 0,19 – 1,46 tấn/ha/ngày và 0,01 – 0,53 tấn/ha/ngày tương ứng. Nguyên nhân là do tăng lượng thức ăn sử dụng vào cuối vụ. Tải lượng ô nhiễm trung bình của một vụ nuôi cá tra thâm canh là 533,67 tấn COD/ha; 148,33 tấn TKN/ha và 44,50 tấn TP/ha.
Luận án đã xác định được hàm lượng đạm, lân trong nước thải ao nuôi cá tra thâm canh đều giảm sau khi qua ruộng lúa. Hiệu suất loại bỏ đạm, lân có trong nước thải được cây lúa thấp thu, chuyển hóa và tích lũy trong sinh khối, nhiều nhất là bộ phận trên mặt đất khi cây lúa phát triển sau 12 tuần thí nghiệm trong vụ lúa Đông Xuân và Hè Thu. Hiệu suất xử lý tổng nitơ Kjeldahl (TKN) đối với điều kiện bón NPK là 63,7% thấp hơn điều kiện bón bổ sung 2/3 NPK (67,5%) và điều kiện chỉ bón bổ sung Kali (73,1%). Tương tự đối với tổng lân (TP), ở điều kiện bón bổ sung Kali (84,6%) có hiệu suất xử lý cao hơn các nghiệm thức còn lại và ở điều kiện bón bổ sung NPK (78,4%) cho hiệu suất thấp hơn các nghiệm thức khác. Ngoài ra, hiệu suất loại bỏ đạm, lân luôn tăng theo thời gian sinh trưởng và phát triển của lúa. Hiệu suất xử lý ở giai đoạn cây mạ đạt 45,99% (TKN) và 37,23% (TP) thấp hơn các giai đoạn khác và ở giai đoạn cây lúa vào hạt đạt 72,33% (TKN) và 70,92% (TP) cao hơn các giai đoạn còn lại. Khả năng tích lũy đạm có thể đạt 1,14 tấnN/ha/năm và 0,19 tấnP/ha/năm cho thấy tiềm năng và hiệu quả xử lý nước thải trong ao nuôi cá tra thâm canh của ruộng lúa là rất tốt.
Phần trăm vật chất khô của đạm, lân, kali giảm dần theo thời gian sinh trưởng của cây lúa, do vào giai đoạn trổ, các dưỡng chất được tích lũy nhiều vào trong hạt. Trung bình tích lũy hàm lượng đạm, lân và kali trong thân lá có sự gia tăng đáng kể so với ban đầu, điều này chứng tỏ cây lúa đã hấp thu các dưỡng chất trong đất, trong nước để phát triển và tích lũy chất dinh dưỡng trong thân, lá và trong hạt của chúng. Nghiên cứu cho thấy việc giảm lượng phân bón trên đồng ruộng góp phần hạn chế phát thải từ phân bón, đồng thời giảm chi phí canh tác lúa và nâng cao lợi nhuận cho nông dân.
Luận án đã cũng cho thấy được vai trò của đất trồng lúa đối với xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ và đạm lân có trong nước thải ao nuôi cá tra thâm canh. Góp phầm làm giảm khả năng phú dưỡng hóa của nguồn nước tiếp nhận từ nước thải ao nuôi cá tra. Kết quả nghiên cứu từ các thí nghiệm trong vụ lúa Đông Xuân và Hè Thu cho thấy được tái sử dụng nước thải để tưới lúa không chỉ góp phần cho đất lúa ổn định về các thành phần lý hóa mà còn có khả năng bù lại cho đất các chất dinh dưỡng đã mất đi do cung cấp cho quá trình sinh trưởng của cây lúa. Như vậy, để hạn chế ô nhiễm môi trường nước từ nguy cơ nước ao nuôi cá tra thì việc sử dụng nguồn nước này để tưới cho ruộng lúa là biện pháp cần được quan tâm và áp dụng.
Nghiên cứu đã cho thấy, việc sử dụng nước thải ao nuôi cá tra để tưới lúa cho năng suất từ bằng đến cao hơn việc sử dụng nước sông mà không làm thay đổi tính chất đất. Ứng dụng sử dụng nước thải để tưới lúa có ý nghĩa về khía cạnh môi trường, giảm lượng nước thải và các chất hàm lượng gây ô nhiễm, đồng thời tận dụng nước thải tưới lúa có thể giảm lượng phân bón vô cơ để canh tác lúa.
– Giống lúa: Jasmine 85, OM 6976
– Bón phân: Bón phân đạm, lân và Kali theo từng đợt với lượng và thời gian bón theo bảng hướng dẫn.
– Quản lý nước:
+ Giai đoạn cây mạ (0-7 NSS): Rút cạn nước trước khi sạ và giữ khô mặt ruộng trong vòng 3 ngày sau khi gieo, ngày thứ 4 cho nước thải ao nuôi cá tra vào làm láng mặt ruộng 1 ngày sau đó rút cạn để đảm bảo đủ ẩm bề mặt ruộng.
+ Giai đoạn đẻ nhánh – làm đòng (7-42 NSS): Đưa nước thải ao nuôi cá tra trên mặt ruộng ở mức 5-7 cm. Trong giai đoạn này không châm thêm nước thải vô ruộng lúa cho tới khi mực nước trên ruộng cạn mới tiếp tục bơm thêm nước vào.
+ Giai đoạn trổ (42-65 NSS): Giữ nước thải trong ruộng ở mức 3-5 cm.
+ Giai đoạn chín (65-95 NSS): Giữ nước thải trong ruộng ở mức 2-3 cm cho đến giai đoạn chín vàng (7-10 ngày trước khi thu hoạch) tháo cạn nước trong ruộng.
– Phòng trừ sâu bệnh hại: sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật theo kinh nghiệm của nông dân để phòng trừ bệnh hại cho cây lúa.
2. NHỮNG KẾT QUẢ MỚI CỦA LUẬN ÁN:
So với các công trình nghiên cứu gần đây, nghiên cứu tập trung vào một số điểm mới cơ bản như sau:
– Đánh giá được khả năng xử lý các chất gây ô nhiễm có trong nước thải ao nuôi cá tra bằng ruộng lúa qua quá trình hấp thu đạm, lân; tích lũy trong sinh khối; quá trình tích lũy đạm, lân nhiều nhất trong các bộ phận trên mặt đất qua các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa khi cây phát triển sau 12 tuần thí nghiệm.
– Đánh giá được khả năng cung cấp đạm, lân từ nước thải ao nuôi cá tra ở khu vực nghiên cứu, cụ thể có thể giảm 1/3 lượng phân bón hóa học sử dụng mà không ảnh hưởng tới năng suất lúa.
– Việc giảm nồng độ các chất ô nhiễm có trong nước thải ao nuôi cá tra là do quá trình sử dụng các chất hữu cơ của cây lúa, nhưng đồng thời cũng cho thấy vai trò của đất lúa đối với việc xử lý các chất ô nhiễm trong nước thải ao nuôi cá tra, góp phần giảm thiểu việc phú dưỡng hóa đất lúa do các chất ô nhiễm gây nên.
– Việc áp dụng thực tế cho thấy khả năng có thể nhân rộng việc sử dụng cánh đồng lúa để xử lý nước thải ao nuôi cá tra ở những vùng có hoạt động nuôi cá tra và trồng lúa, góp phần bảo vệ môi trường nước mặt.
– Là cơ sở khoa học cho các nghiên cứu tiếp theo về việc xử lý nước thải ao nuôi cá tra bằng ruộng lúa ở những thời điểm và khu vực khác nhau nói riêng, và bằng những loại cây trồng khác nói chung.
3. KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG THỰC TIỄN
– Luận án đã đề xuất được quy trình xử lý nước thải ao nuôi cá tra theo hướng thân thiện với môi trường bằng ruộng lúa có thể áp dụng ở những khu vực có nuôi cá và trồng lúa thường gặp ở ĐBSCL
– Với đặc tính lượng nước thải nhiều chủ yếu dạng dễ phân hủy sinh học trong điều kiện các khu vực nuôi cá đều nằm trong các vùng nông thôn, nên việc áp dụng để xử lý nước thải từ nuôi cá bằng ruộng lúa thiên về hướng sử dụng công nghệ sinh học tự nhiên, đơn giản dễ thực hiện.
– Do lúa tiêu tốn một thể tích nước lớn khi được tưới hoàn toàn, đặc biệt là trong mùa nắng. Nước thải nếu có từ các ao nuôi lân cận có thể cung cấp được hầu hết nhu cầu nước cho ruộng lúa đồng thời cũng cung cấp một lượng dinh dưỡng đáng kể, do đó có thể giảm chi phí cho nông hộ qua việc giảm lượng phân bón hóa học.
